與許多國家一樣,韓國也在出臺相關法規,以提高其車輛的燃油效率,要求汽車制造商在2015年至2020年期間將燃油經濟性提高20%,達到20公里/升(47英里/加侖)。為了滿足這些目標,汽車制造商們采用了多種方法,包括低摩擦技術、高效或可替代的動力傳動系統、空氣動力學,當然還有輕量化。
最近在首爾舉行的JEC亞洲會議上,韓國現代汽車集團聚合物研究實驗室的研究員Chi-hoon Choi詳細介紹了為實現這些燃料效率目標而正在做出的努力。
最初,該公司研究了一種壓縮高壓樹脂傳遞模塑(HP-RTM),它利用一種快速固化環氧樹脂熱固系統制造引擎蓋。這種多功能的環氧樹脂,加上一種芳香胺基的硬化劑和一種咪唑/芐胺基的催化劑,在140攝氏度的溫度中,只需2.5分鐘就能快速固化。Choi說:“我們還研究了各種不同的碳斜紋布和無卷曲織物(NCF)以及使用一些玻璃纖維NCF來降低成本。斜紋布和NCF的結合帶來了最好的性能平衡。”
碳纖維增強引擎蓋的重量比鋁制引擎蓋輕2-3公斤,比鋼制引擎蓋輕7-9公斤(63%),而且還可以降低重心,并能在前后之間更好地分配重量。
選擇引擎蓋作為初步研發項目的另一個原因是,如果引擎蓋損壞了,很容易替換。這是該公司面臨的關于行人交通安全問題。“模擬顯示,1.5毫米厚的引擎蓋太過堅硬,無法達到行人交通安全標準,因此我們設計了一個1毫米厚的引擎蓋。”
采用自動鋪絲技術的三維預成型不僅使整個生產過程簡化到了6分鐘,還最小化了皺褶和浪費,并達到了頭部沖擊的安全標準。
他們還為壓縮RTM開發了一種獨特的流動模擬工具。它幫助優化了注塑端口和通風口的位置,從而減少了8%的注塑時間。在光州的韓國碳聚合技術研究所(KCTECH),一臺1250噸的迪芬巴赫(Dieffenbacher)高壓RTM壓力機完成了這一加工。